Analysis of the chemical composition of AlMnFe and AlFeMnSi intermetallic phases in the interdendritic eutectics in the Al-alloys

• Autorzy: Warmuzek M.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2014.01

Warianty tytułu

PL

Analiza składu chemicznego faz międzymetalicznych AlMnFe oraz AlMnFeSi w eutektykach międzydendrytycznych w stopach aluminium

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study a simple procedure forthe in situ identification of the intermetallic phase precipitates in the interdendritic eutectic in both wrought and cast AlFeMnSi alloys has been established and then verified by experimental results. Morphology of the phase constituents of these eutectics: A₆MnFe, α_c-AlFeMnSi, α_H-AlFeSi, β-AlFeSi, has been revealed on the metallographic microsections, observed with light and scanning electron microscopes. Chemical composition of these phase precipitates was estimated by means of point x-ray microanalysis. The homogeneity range for particular intermetallic phase precipitates, as influenced by either alloy chemical composition or microstructure morphology, was estimated.

PL

W pracy przedstawiono prostą procedurę identyfikacji in situ wydzieleń faz międzymetalicznych w eutektykach międzydendrytycznych w stopach AlFeMnSi do przeróbki plastycznej i odlewniczych, wraz z jej eksperymentalną weryfikacją. Na podstawie obserwacji mikroskopowych opisano, ujawnioną na zgładach międzymetalicznych, morfologię składników fazowych, występujących w tych eutektykach: A₆MnFe, α_c-AlFeMnSi, α_H-AlFeSi, β-AlFeSi. Do badań wykorzystano mikroskopy: świetlny oraz elektronowy, skaningowy. Skład chemiczny wydzieleń faz międzymetalicznych określono za pomocą punktowej mikroanalizy rentgenowskiej. Zakres zmienności składu chemicznego dla wydzieleń wybranych składników fazowych był analizowany w zależności od składu chemicznego stopu oraz cech morfologicznych mikrostruktury.

Słowa kluczowe

EN

Al alloys; microstructure; intermetallic phase; X-ray microanalysis; local chemical composition

PL

stopy Al; mikrostruktura; faza międzymetaliczna; mikroanaliza rentgenowska; lokalny skład chemiczny

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 54, nr 1
• Strony: 3--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Warmuzek M.

• Instytut Odlewnictwa, Zespół Laboratoriów Badawczych, Laboratorium Badań Struktury i Właściwości, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. Trambly de Laissardière G., Nguyen-Manh D., Mayou D. (2005). Electronic structure of complex Hume-Rothery phases and quasicrystals in transition metal aluminides. Prog. Mater Sci., 50(6), 679−788.
• 2. Zangwill A., Redfield A. (1988). Structural selectivity in aluminum-transition metal alloys. J. Phys. F: Met. Phys., 18(1), 1−14.
• 3. Collins G.S. (2007). Nonstoichiometry in line compounds. J. Mater. Sci. 2007, 42(6), 1915−19.
• 4. Cooper M. (1967). The crystal structure of the ternary alloy α(AlFeSi). Acta Cryst. 23, 1106−1107.
• 5. Donnadieu P., Lapasset G., Sanders T.H. (1994). Manganese-induced ordering in the α-(Al-Mn-Fe-Si) approximant phase. Philos. Mag. Lett., 70(5), 319−326.
• 6. Tibballs J.E. (1990). Al-Si substitution in Al(Fe,Mn)Si phases. Key Eng. Mater., 44−45, 233−246.
• 7. Du Y. et al. (2005). Thermodynamic description of the Al-Fe-Mg-Mn-Si system and investigation of microstructure and microsegregation during directional solidification of an Al-Fe-Mg-Mn-Si alloy. Z. Metallkd., 96(12), 1351−1362.
• 8. Liu Z.-K., Chang Y.A. (1999). Thermodynamic assessment of the Al-Fe-Si system. Metall. Mater. Trans. A, 30A, 1081−1095.
• 9. Du Y. et al. (2004). A thermodynamic description of the Al-Mn-Si system over the entire composition and temperature ranges. Metall. Mater. Trans. A, 35A(5), 1613−1628.
• 10. Warmuzek M., Regulski K. (2011). A procedure of in situ identification of the intermetallic AlTMSi phase precipitates in the microstructure of the aluminum alloys. Pract. Metallogr., 48(12), 660−683.
• 11. Kuijpers N.C.W. et al. (2002). Assesement of different techniques for quantification of α-Al(FeMn)Si and β-AlFeSi intermetallics in AA 6xxx alloys. Mater. Charact., 49(5), 409−420.
• 12. Barlock J.G., Mondolfo L.F. (1975). Structure of some aluminum-iron-magnesium-manganese-silicon alloys. Z. Metallkd., 66(10), 605−611.
• 13. Kamat R.G., Ng-Yelim J., Saimoto S. (1995). Morphology and precipitation of α-Al(Fe,Mn)Si phase in hot rolled AA3004. Z. Metallkd., 86(1), 49−53.
• 14. Kattamis T.Z., Storrs M.H. (1989). Homogenization and coarsening in cast 3004 aluminium alloy. Aluminium, 65(4), 367−376.
• 15. Shabestari S.G., Gruzleski J.E. (1994). The effect of solidification condition and chemistry on the formation and morphology of complex intermetallic compounds in aluminium-silicon alloys. Cast Metals, 6, 217−224.
• 16. Li Y.J., Arnberg L. (2004). Solidification structures and phase selection of iron-bearing eutectic particles in a DC-cast AA5182 alloy. Acta Mater., 52(9), 2673−2681.
• 17. Warmuzek M., Mrówka G., Sieniawski J. (2004). Influence of heat treatment on the precipitation of the intermetallic phases in commercial AlMn1FeSi alloy. J. Mater. Process. Technol., 157−158, 624−626.
• 18. Jasna B., Bonderek Z., Warmuzek M. (1995). Intermetallic phases formed in Al-Fe-X-Si alloys (where X – Mn, Cu). The Proc. of the 14th Conference on Applied Crystallography, Cieszyn, 22−26 August 1994, Poland. ed. World Scientific, 480−483.
• 19. Warmuzek M., Gazda A. (1999). An analysis of cooling rate influence on the sequence of intermetallic phases precipitation in some commercial aluminium alloys. J. Anal. At. Spectrom., 14(3), 535−537.
• 20. Mondolfo L.F. (1976). Aluminum alloys: structure and properties. (Vol. 5). Boston−London: Butterworths.
• 21. Backerud L., Krol E., Tamminen J. (1986). Solidification characteristics of aluminum alloys. Vol. 1. Wrought Alloys. Skan Aluminium, Oslo.
• 22. Alexander D.T.L., Greer A.L. (2002). Solid state intermetallic phase transformations in 3xxx aluminium alloys. Acta Mater., 50(10), 2571−2583.
• 23. Warmuzek M., Lech Z., Sęk-Sas G. (2002). Ewolucja mikrostrukturalna w obecności metali przejściowych (Fe, Mn i Cr) w stopach Al-Si. Biul. Inst. Odlew., 4(6), 1−10.
• 24. Rivlin V.G., Raynor G.V. (1981). Critical evaluation of constitution of aluminium-silicon-iron system. Int. Metals Rev., 26(1), 133−152.
• 25. Raghavan V. (2007). Al-Fe-Mn-Si (aluminum-ironmanganese-silicon). J. Phase Equilib. Diffus., 28(2), 221−222.
• 26. Zakharov A.M. et al. (1988). Fazovyje ravnovesia v systemie Al-Si-Fe-Mn w intervale koncentracji 10−14% Si, 0−3% Fe i 0−4% Mn. Izv. VUZ., Cvetn. Met., 4, 89−94.
• 27. Munson D. (1967). A clarification of the phases occurring in aluminium-rich aluminium-iron-silicon alloys, with particular reference the ternary phase α-AlFeSi. Inst. Metals J., 95(7), 217−219.